Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Holz, Holzfassaden, Bioziden , Beschichtung
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Beschichtungssysteme auf bewitterten Holzbauteilen wie beispielsweise Fassadenelementen sind einem Befall durch Schimmel- und Bläuepilze sowie Algen ausgesetzt. Je nach Beschichtungssystem, Standort, Witterungsbedingungen und bautechnischen Gegebenheiten kann ein Befall relativ schnell erfolgen. Obwohl dadurch in vielen Fällen die Funktionalität des Bauteils nicht eingeschränkt wird, wird aus ästhetischen Gründen ein solcher Mangel oft nicht akzeptiert. Dies hat dazu geführt, dass heute immer mehr Beschichtungssysteme biozid eingestellt sind.
Untersuchungen der Qualität von natürlichen Gewässern haben gezeigt, dass Biozide darin zu finden sind, welche nicht aus der Landwirtschaft sondern aus urbanen Gebieten stammen. Biozidauswaschungen aus mineralischen Fassaden als auch aus anderen Bauteilen der Gebäudehülle
werden als Mitverursacher dieser Umweltverschmutzungen vermutet. Es ist bekannt, dass auch die traditionell in Holzbeschichtungen zum Einsatz kommenden Biozide wie IPBC oder Propiconazol mit der Zeit aus den Beschichtungen ausgelaugt werden und somit in die Umwelt gelangen. Allerdings gibt es kaum Untersuchungen aus der Praxis und konkrete Emissionsdaten fehlen.
Mit Hilfe der Nanotechnologie versucht man heute, den Einsatz herkömmlicher organischer Biozide zu reduzieren. Silber, welches seit vielen Jahrhunderten für seine antibakterielle Wirkung bekannt ist, spielt hierbei derzeit eine wichtige Rolle. Vom nanoskaligen Silber verspricht man
sich eine gute Wirkung gegen Mikroorganismen, ohne die Umwelt und den Menschen zu schädigen.
Allerdings sind gerade im Bereich der Beschichtungen viele Fragen bezüglich Wirksamkeit und Verhalten in der Umwelt offen.
Ziel des vorliegenden Projektes war es, an Fassadenelementen aus Fichte die Wirksamkeit verschiedener Biozide in Beschichtungssystemen gegenüber Schimmelpilzen, Bläuepilzen und Algen zu testen und gleichzeitig die Einträge der bioziden Wirkstoffe wie IPBC, Propiconazol und Silber-Nanopartikel in die Umwelt quantitativ zu erfassen. Die Ergebnisse sollen als Basis einer Diskussion über Nutzen und mögliche Risiken der verschiedenen bioziden Wirkstoffe dienen und gegebenenfalls auch als Grundlage für Entscheidungsträger zur Verfügung stehen.
Es wurden gesamthaft fünf verschiedene transparente und hydrophob eingestellte Beschichtungen untersucht, wobei zwei Beschichtungen Silber und zwei Beschichtungen herkömmliche organische Biozide enthielten. Zudem wurde eine Beschichtung ohne jegliche biozide Wirkstoffe ausgewählt. Alle Produkte sind kommerziell erhältlich und wurden direkt aus dem Handel bezogen.
Die beschichteten Fassadenelemente aus Fichte wurden ein Jahr auf dem Areal der Empa, bzw. einen Monat künstlich in der Kammer bewittert. Während der Bewitterung wurden die Ablaufwasser aufgefangen und später im Labor bezüglich biozider Wirkstoffe analysiert. Zudem wurde die toxische Wirkung der Ablaufwasser auf verschiedene aquatische Organismen wie Leuchtbakterien, Algen und Daphnien untersucht.
An ausgewählten bewitterten Fassadenelementen wurden die Restgehalte an Silber und organischen Bioziden analytisch bestimmt, um Aussagen über tatsächliche Verlustmengen aus der eschichtung und den oberen Holzschichten machen zu können. An den unbewitterten Referenzproben als auch an den bewitterten Proben wurden im Labor Wirksamkeitstest mit Schimmel- und Bläuepilzen sowie Algen durchgeführt. Zudem wurden
auch die Proben in der Freibewitterung periodisch auf einen Befall durch Mikroorganismen begutachtet.
Alle Beschichtungen wurden auf ihre Wirkstoffgehalte analysiert. Die Gehalte an Bioziden in den Beschichtungen (4) und (5) entsprachen den Angaben auf den Sicherheitsdatenblättern. Die Gehalte an Silber waren nicht ausgewiesen. Beschichtung (3) enthielt lediglich 2 ppm Silber, wobei keine Nanopartikel in der flüssigen Beschichtung nachgewiesen werden konnten.
Die Beschichtung (1) enthielt 46 ppm Silber-Nanopartikel mit einer durchschnittlichen Grösse von 10 bis 25 nm. Die Silbergehalte von weniger als 50 ppm müssen als relativ gering angesehen werden und liegen unter der in der Literatur für Anstriche oft genannten Konzentration von durchschnittlich 100 ppm
Das Projekt hat gezeigt, dass für eine Erfassung der Freisetzungsraten von Bioziden und Silber-Nanopartikeln aus Fassadenbeschichtungen, als auch deren umweltrelevante Bewertung verschiedene Untersuchungen notwendig sind. Restgehaltbestimmungen an den Beschichtungen geben dabei die beste Information über die Freisetzungsraten, Ablaufwasseranalysen geben Aufschluss über die Art der Emissionen und deren Wirkung auf die aquatische Umwelt und Wirksamkeitstests an den Beschichtungen liefern Erkenntnisse über die Schutzwirkung der Substanzen während der Nutzungsphase. Nur so ist eine umfassende Nutzen/Schaden-Analyse möglich.
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